基于STM32的電能質(zhì)量檢測技術(shù)研究

3. 2 電能數(shù)據(jù)采集及處理分析設(shè)計

3. 2. 1 諧波的測量、分析

根據(jù)國家規(guī)定的諧波測量方法， 為了區(qū)別暫態(tài)現(xiàn)象和諧波， 每次測量結(jié)果可取3 s 內(nèi)所測量的平均值。采用式( 1) 計算：

式中： Uhk 為3 s 內(nèi)第k 次測得的h 次諧波的均方根植;m 為3 s 內(nèi)取均勻間隔的測量次數(shù)， m≥6。

以此Uh ( 第h 次諧波電壓的均方根值) 的值計算下列參數(shù)：

1) 第h 次諧波電壓含有率H R Uh

式中： Uh 為第h 次諧波電壓( 均方根值) ; U1 為基波電壓( 均方根值) 。

2) 諧波電壓含量UH

3) 電壓總諧波畸變率TH D u

電流的相關(guān)計算以此類推， 通過這些參數(shù)對電能諧波進行分析， 檢測是否合格。

3. 2. 2 其他電能檢測參數(shù)測量

通過AT T 7022B 芯片內(nèi)置的24 位DSP 數(shù)字信號處理， 來獲得有功功率、無功功率、視在功率、電壓電流有效值、功率因素和頻率等電能參數(shù)。

4 測試結(jié)果與分析

根據(jù)我國規(guī)定的諧波測量方法， 測試取0~ 19 次諧波[ 9] 。通過系統(tǒng)輸出值與實際幅值的對比， 若在Uh ??

1% UN 和Uh 1% UN 的情況下， 即為允許范圍內(nèi)， 符合國家對B 級諧波測試儀器的相關(guān)精度的要求。其他電能測試結(jié)果也可按國家標(biāo)準(zhǔn)給定的精度范圍進行逐項計量。

經(jīng)實驗本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和彩色液晶顯示也滿足實用要求。

通過測試結(jié)果表明， 系統(tǒng)測試結(jié)果準(zhǔn)確、精度較高， 完全符合電能檢測儀器的相關(guān)要求。

5 結(jié)束語

本文介紹了基于STM32 的便攜式電能質(zhì)量檢測設(shè)備的設(shè)計過程及測試結(jié)果。運用的STM32 處理器擁有豐富的片上資源， 內(nèi)置的A /D 轉(zhuǎn)換芯片、SPI 通信接口、U SB通信接口以及無線通信模塊， 極大的簡化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計。系統(tǒng)具有功耗低、攜帶方便、操作便捷、測量精度較高等優(yōu)勢， 采用USB 通信和無線通信兩種通信模式， 使得數(shù)據(jù)的傳輸多樣化及較強選擇性。彩屏液晶顯示使得操作人員對結(jié)果一目了然。在電能檢測市場上， 鑒于本系統(tǒng)的諸多特點， 將會有十分廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。